于 巨，張 琦，3*，林莎莎，段黃金，岳海賓

日光溫室是一種封閉的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，人們通過(guò)改變或調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的光照、溫度、濕度、土壤等環(huán)境條件，以達(dá)到生產(chǎn)目標(biāo)［1－2］。前人在溫室管理方面做了許多研究工作，王蕊［3］、管安琴［4］等結(jié)合日光溫室空氣濕度的形成及特點(diǎn)，闡述了溫室內(nèi)空氣濕度通風(fēng)管理方法。溫室采取雙層膜覆蓋能夠降低整個(gè)系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)系數(shù)，減小溫度波動(dòng)［5］；采用高性能除濕機(jī)對(duì)日光溫室進(jìn)行除濕，控制日光溫室相對(duì)濕度過(guò)高［5］；合理進(jìn)行澆水，合理通風(fēng)除濕，自然吸濕，中耕除濕，土壤栽培覆蓋地膜等降低溫室濕度［6］；增溫補(bǔ)光燈能預(yù)防和減輕日光溫室蔬菜冷害、凍害、病害發(fā)生［7］；辛梅等［8］報(bào)道了各種災(zāi)害性天氣下日光溫室的管理措施。近幾年，南疆設(shè)施栽培面積迅速增長(zhǎng)，但溫室管理多數(shù)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，達(dá)不到作物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境。因此，本研究通過(guò)采取不同管理措施，研究分析了溫室內(nèi)主要環(huán)境因子的變化，以期為日光溫室科學(xué)管理提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于第三師五十三團(tuán)3連的日光溫室，選擇3座日光溫室作為環(huán)境因子調(diào)查對(duì)象。日光溫室坐北朝南，東西走向，長(zhǎng)75 m，跨度10 m，脊高4.7 m，下挖80 cm，骨架為立柱焊接鋼架結(jié)構(gòu)；后墻及東西山墻采用磚混結(jié)構(gòu)，后墻及東西山墻外基部堆土寬3 m，上部寬90 cm，覆蓋普通棚膜，棉被保溫。溫室內(nèi)種植桃樹，株行距為0.8 m×2 m，樹齡3 a。

1.2 溫室管理方法

1.2.1 溫室不同揭被程度 2016年12月中旬扣棚膜，2017年1月上中旬開始升溫。選擇2017年1月12日（小雪）、13日（晴天）揭被，揭被程度分為保溫被放置溫室前屋面底部（JC1）、保溫被卷至前屋面的1／2處（JC2）、保溫被卷至前屋面頂部（JC3）3 種。 從揭被開始每隔1 h監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)的氣溫、濕度、光照數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)時(shí)間為 11：00～17：00，土壤溫度每 2 h監(jiān)測(cè)一次。

1.2.2 溫室不同揭被時(shí)間 在2017年2月12日（晴天），選取兩座溫室采取12：00通風(fēng)，分11：00揭被（JB1）、12：00揭被（JB2）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 監(jiān)測(cè)時(shí)間為11：00～17：00，每 2 h 監(jiān)測(cè)一次。

1.2.3 溫室不同通風(fēng)時(shí)間 2017年2月19日（晴轉(zhuǎn)多云），選取兩座溫室采取10：30揭被，分別在11：00通風(fēng)（TF1）、12：00通風(fēng)（TF2）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 監(jiān)測(cè)時(shí)間為 10：00～17：00，每 2 h 監(jiān)測(cè)一次。

1.2.4 溫室不同揭被－通風(fēng)時(shí)間 2017年2月23～25日（晴天），選取同一座溫室分別在10：30揭被－打開通風(fēng)口（JT1）、11：30揭被－打開通風(fēng)口（JT2）、12：00揭被－打開通風(fēng)口（JT3）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)時(shí)間為 11：00～19：00，每 2 h 監(jiān)測(cè)一次。

1.3 環(huán)境因子測(cè)定方法

室外監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在溫室外距離前底角3.0 m處，均分6個(gè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)距地面高度為1.0 m。室內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)置于溫室內(nèi)距東、西墻12 m和中部，分別距后墻2、4、8 m處，共9個(gè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)距地面高度為1.0 m，測(cè)定光照強(qiáng)度、溫度、相對(duì)濕度。地溫監(jiān)測(cè)點(diǎn)置于溫室內(nèi)距東、西墻12 m和中部，距后墻5 m處，共3個(gè)點(diǎn)，測(cè)土層 5、10、15、20、25 cm 溫度。

溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度測(cè)定采用TES－1335型照度記錄儀，氣溫、相對(duì)濕度測(cè)定采用AR827型溫濕度記錄儀。土壤溫度測(cè)定采用河北省武強(qiáng)紅星儀表廠生產(chǎn)的Mc型地溫計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同管理措施對(duì)溫室內(nèi)光照強(qiáng)度的影響

2.1.1 揭被程度對(duì)溫室光照強(qiáng)度的影響 不同揭被程度溫室內(nèi)光照強(qiáng)度日變化存在明顯差異（圖1）。1月中旬溫室內(nèi)光照強(qiáng)度明顯低于溫室外，室外光照強(qiáng)度極顯著（P＜0.05）大于全揭被（JC3）、1／2 揭被（JC2）、全覆蓋（JC1）。 晴天天氣下，11：00 揭開棉被，溫室外部、1／2揭被和全揭被光照強(qiáng)度呈單峰曲線變化，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，溫室內(nèi)光強(qiáng)增大，15：00時(shí)達(dá)到峰值，光照強(qiáng)度分別為46.53、29.07、29.97 klx，JC1光照強(qiáng)度為0.02 klx。15：00前全揭被光照強(qiáng)度明顯高于1／2揭被，差異顯著，15：00后兩者相近，差異不顯著。全覆蓋棉被光照強(qiáng)度極低，在0～0.02 klx之間變化，并極顯著低于1／2揭被和全揭被。

小雪天氣溫室13：30開始揭被，溫室光照強(qiáng)度逐漸升高，15：00達(dá)到高峰，以后緩慢降低，全覆蓋棉被、1／2揭被、全揭被溫室內(nèi)和溫室外最大光照強(qiáng)度分別為 0.01、5.67、7.97、16.06 klx。 全揭被（JC3）光照強(qiáng)度極顯著高于全覆蓋（JC1），與1／2揭被（JC2）差異不顯著。降雪明顯降低溫室光照強(qiáng)度，降雪天氣JC3溫室內(nèi)的最大光照強(qiáng)度僅為晴天JC3的26.59%，差異極顯著。

2.1.2 揭被時(shí)間對(duì)溫室光照強(qiáng)度的影響 不同揭被時(shí)間溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度呈明顯單峰變化曲線（圖2）。11：00時(shí)，JB1、JB2溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度分別為14.03、14.19、22.43 klx；隨后急劇上升，15：00 時(shí)達(dá)最大值，光照強(qiáng)度分別為47.44、46.79、59.37 klx；此后開始急劇下降。兩個(gè)溫室內(nèi)光照強(qiáng)度相差不明顯，JB1光照時(shí)間大于JB2。

2.1.3 通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室光照強(qiáng)度的影響 通風(fēng)時(shí)間不同對(duì)光照強(qiáng)度的影響見圖3。TF1、TF2溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度日變化為單峰曲線。10：30時(shí)，TF1、TF2溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度分別為10.85、12.56、19.76 klx；午后15：00左右TF1、TF2溫室內(nèi)外達(dá)到最大光照強(qiáng)度，分別為40.22、42.26、60.82 klx；之后光照強(qiáng)度開始急劇 下降。

圖1 不同揭被程度下溫室內(nèi)外光照強(qiáng)度的日變化

圖2 不同揭被時(shí)間下溫室光照強(qiáng)度的日變化

圖3 不同通風(fēng)時(shí)間下溫室內(nèi)光照強(qiáng)度的日變化

2.1.4 揭被－通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室光照強(qiáng)度的影響 揭被－通風(fēng)時(shí)間不同對(duì)溫室內(nèi)光照強(qiáng)度的影響見圖4。晴天條件下，溫室內(nèi)光照強(qiáng)度表現(xiàn)出“早晚低、午后高”的變化特點(diǎn)。 11：00 時(shí)，JT1、JT2、JT3 溫室內(nèi)光照強(qiáng)度分別為0.01、0.02、14.64 klx；隨后光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，于午后 15：00達(dá)到最大光照強(qiáng)度，分別為47.68、49.21、59.71 klx；之后又隨太陽(yáng)高度角的減小而逐漸減弱。

2.2 不同管理措施對(duì)溫室內(nèi)溫度的影響

2.2.1 揭被程度對(duì)溫室溫度的影響 揭被程度對(duì)溫室內(nèi)溫度日變化有明顯的影響（圖5）。1月中旬室外溫度低于0℃。晴天，室外溫度由－9.6℃升至－0.7℃，揭被后溫室內(nèi)溫度也隨之上升，呈偏單峰曲線變化，前期上升較慢，12：00后迅速升高，16：00達(dá)到峰值，全覆蓋、1／2揭被、全揭被溫室溫度分別為8.9、17.6、21.1 ℃。 JC1、JC2、JC3 溫室內(nèi)日平均氣溫分別為 6.6、12.1、14.7 ℃；12：00 至 17：00，全揭被溫室溫度明顯高于1／2揭被，差異顯著，與全覆蓋差異極顯著，全覆蓋棉被溫室溫度在4.0～8.9℃，并極顯著低于1／2揭被。

圖4 揭被－通風(fēng)時(shí)間溫室內(nèi)光照強(qiáng)度日變化

小雪天氣室外溫度在－6.5～4.4℃之間，JC1、JC2、JC3溫室日平均溫度分別為 6.4、5.4、5.4℃。13：30揭棉被后不同揭被程度溫室內(nèi)溫度也隨之緩慢上升，15：00 至 18：00 左右溫度較高，全覆蓋、1／2揭被、全揭被溫室內(nèi)最高溫度分別為7.0、6.0、6.9℃。全覆蓋棉被溫室溫度明顯高于1／2揭被，差異極顯著，與全揭被差異極顯著，而1／2揭被與全揭被差異不顯著。

2.2.2 揭被時(shí)間對(duì)溫室溫度的影響 揭被時(shí)間對(duì)溫室內(nèi)溫度的影響見圖6。溫室外溫度由2.2℃持續(xù)緩慢上升至9.7℃，溫室內(nèi)溫度則呈單峰變化曲線。11：00時(shí)，JB1溫室內(nèi)溫度為12.3℃，隨揭被時(shí)間延長(zhǎng)，溫室內(nèi)溫度逐漸升高，13：00時(shí)，JB1溫室內(nèi)溫度為22.7℃，其升溫速率為5.2℃／h。隨后緩慢上升，15：00達(dá)到峰值，最高溫度為24.7℃。15：00后開始逐漸降低，緩慢下降，17：00降至20.2℃，降溫速率為 2.3 ℃ ／h。

JB2溫室內(nèi)溫度從11：00至13：00由13.3℃升至20.8℃，升溫速率為3.8℃／h。隨后緩慢上升，JB2上升幅度小于JB1，15：00達(dá)到峰值，為22.6℃。隨后開始緩慢下降，17：00時(shí)降至19.1℃，降溫速率為1.8℃／h。當(dāng)通風(fēng)時(shí)間一定時(shí)，揭被時(shí)間早則溫室內(nèi)溫度上升較快。

圖5 不同揭被程度下溫室內(nèi)外溫度日變化

2.2.3 通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室溫度的影響 通風(fēng)時(shí)間不同對(duì)溫度的影響見圖7。10：30開始揭被，室外溫度變化呈上升趨勢(shì)，由1.7℃升至10.9℃。13：00時(shí)，TF1溫室內(nèi)溫度由11.4℃上升至18.7℃，TF2由12.0℃上升至22.1℃，TF1、TF2溫室溫度分別上升了7.6、10.1℃；于15：00達(dá)到最高溫度，分別為 25.2、25.6℃；此后便緩慢下降，TF1下降幅度略大于TF2。

圖6 不同揭被時(shí)間下溫室溫度的日變化

圖7 不同通風(fēng)時(shí)間下溫室內(nèi)溫度的日變化

2.2.4 揭被－通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室溫度的影響 揭被－通風(fēng)時(shí)間不同對(duì)溫室內(nèi)溫度的影響見圖8。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，晴天條件下，溫室內(nèi)所種植桃樹生育的溫度范圍是10～22℃。揭被－通風(fēng)時(shí)間不同，溫度呈現(xiàn)與光照強(qiáng)度相似的變化特征。11：00時(shí)，JT1、JT2、JT3溫室內(nèi)溫度分別為8.2、11.4、12.0℃，隨后逐漸上升，13：00時(shí)，分別為 20.2、18.3、16.3 ℃，JT1 溫室內(nèi)溫度明顯高于JT2、JT3的，JT2的又高于JT3。15：00時(shí)到達(dá)日最高溫度，JT1、JT2、JT3的分別為22.0、22.7、21.1℃；之后又隨光照強(qiáng)度的減弱而緩慢下降，溫度變化差異不大。11：00至13：00，揭被－通風(fēng)時(shí)間越早，溫度上升越明顯。

圖8 不同揭被－通風(fēng)時(shí)間下溫室內(nèi)溫度的日變化

2.3 不同管理措施對(duì)溫室內(nèi)相對(duì)濕度的影響

2.3.1 揭被程度對(duì)溫室相對(duì)濕度的影響 從圖9中可知，降雪與晴天天氣，JC1、JC2、JC3溫室內(nèi)相對(duì)濕度均維持在一個(gè)較高的水平（RH＞90%）且差異不顯著。降雪天溫室外相對(duì)濕度逐漸升高，晴天相對(duì)濕度逐漸降低。

2.3.2 揭被時(shí)間對(duì)溫室相對(duì)濕度的影響 2月上旬，不同揭被時(shí)間溫室內(nèi)外相對(duì)濕度變化均呈下降趨勢(shì)（圖10），溫室內(nèi)隨揭被時(shí)間的不同其相對(duì)濕度下降程度存在差異。11：00～15：00期間，JB1溫室內(nèi)相對(duì)濕度由99.56%下降至72.80%，而JB2由99.29%下降至66.98%，JB1、JB2分別下降了26.76、32.31個(gè)百分點(diǎn)，JB2相對(duì)濕度下降程度高于JB1。15：00以后，溫室內(nèi)相對(duì)濕度緩慢下降，JB1、JB2溫室內(nèi)相對(duì)濕度相差不大。

2.3.3 通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室相對(duì)濕度的影響 如圖11所示，溫室內(nèi)外相對(duì)濕度均呈下降趨勢(shì)。通風(fēng)時(shí)間不同，溫室內(nèi)相對(duì)濕度下降趨勢(shì)也有差異。10：30～13：00時(shí)段，TF1室內(nèi)相對(duì)濕度由 98.50%下降至68.67%，TF2由99.36%下降至 90.69%，TF1、TF2室內(nèi)相對(duì)濕度分別下降了29.83、8.67個(gè)百分點(diǎn)。通風(fēng)時(shí)間不同溫室內(nèi)相對(duì)濕度下降幅度表現(xiàn)為TF1＞TF2，即通風(fēng)時(shí)間越早溫室內(nèi)相對(duì)濕度下降越快，降濕效果越明顯。

圖9 不同揭被程度下溫室內(nèi)外相對(duì)濕度的日變化

圖10 不同揭被時(shí)間下溫室相對(duì)濕度變化

圖11 不同通風(fēng)時(shí)間下溫室內(nèi)相對(duì)濕度變化

2.3.4 揭被－通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室相對(duì)濕度的影響 不同揭被－通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室內(nèi)相對(duì)濕度的影響見圖12。11：00時(shí)，JT1溫室內(nèi)相對(duì)濕度為84.98%，JT2、JT3溫室內(nèi)相對(duì)濕度均較高（RH＞96.0%）；13：00時(shí)，分別下降至59.71%、63.26%、59.14%；隨后逐漸緩慢下降，JT3溫室內(nèi)相對(duì)濕度明顯低于 JT1、JT2，JT1與JT2相差不大；于19：00到達(dá)最低相對(duì)濕度。在天氣狀況較好情況下，揭被－通風(fēng)時(shí)間無(wú)論早晚，溫室內(nèi)濕度下降均明顯。

2.4 不同管理措施對(duì)溫室內(nèi)土壤溫度的影響

2.4.1 揭被程度對(duì)溫室土壤溫度的影響 從圖13可知，揭被程度對(duì)溫室內(nèi)土壤溫度變化有較大影響，表現(xiàn)為JC3＞JC2＞JC1，5 cm和10 cm土層深度溫度變化更為明顯。5 cm土層JC3土壤溫度達(dá)到18.4℃，顯著高于JC2（15.1℃），極顯著高于JC1（8.5℃）。10 cm土層JC3土壤溫度達(dá)到15.9℃，顯著高于JC2（13.0 ℃），極顯著高于 JC1（7.7 ℃）。 15、20、25 cm土壤溫度均達(dá)到7.0℃以上，差異不顯著，即接近土壤表面溫度變化隨揭被程度越大越明顯。

圖12 不同揭被－通風(fēng)時(shí)間下溫室內(nèi)相對(duì)濕度的變化

2.4.2 揭被時(shí)間對(duì)溫室土壤溫度的影響 從圖14可知，不同土壤深度的地溫變化幅度均表現(xiàn)為5 cm＞10 cm＞15 cm＞20 cm＞25 cm，不同揭被時(shí)間對(duì)5 cm土壤溫度變化幅度影響較大。15：00時(shí)，JB2（5 cm土溫）達(dá)到最大溫度，隨后開始降低；JB1（5 cm地溫）則持續(xù)緩慢上升，即JB2（5 cm）土壤溫度變化幅度大于 JB1（5 cm）。

2.4.3 通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室土壤溫度的影響 通風(fēng)時(shí)間不同對(duì)土壤深度的地溫變化有一定影響（圖15），隨通風(fēng)時(shí)間不同，地表5 cm土壤溫度變化幅度較大，其余土層溫度變化基本呈上升趨勢(shì)。15：00以后，TF1（5 cm）土壤溫度開始下降，TF2仍然持續(xù)緩慢上升，即TF1（5 cm）土壤溫度變化幅度大于 TF2（5 cm）。揭被時(shí)間一定，通風(fēng)時(shí)間越晚，5 cm土壤溫度變化幅度越小。

2.4.4 揭被－通風(fēng)時(shí)間對(duì)溫室土壤溫度的影響 揭被－通風(fēng)時(shí)間不同對(duì)溫室內(nèi)土壤溫度的影響見圖16。采取揭被直接打開通風(fēng)口的措施，5 cm土壤溫度變化幅度較大，且與溫室內(nèi)氣溫變化趨勢(shì)相同，其余不同土層溫度仍持續(xù)在上升。

圖13 晴天揭被程度對(duì)溫室內(nèi)土壤溫度的影響

圖14 不同揭被時(shí)間下溫室內(nèi)土壤溫度的日變化

圖15 通風(fēng)時(shí)間溫室內(nèi)土壤溫度日變化

3 小結(jié)與討論

3.1 光照強(qiáng)度

光照是日光溫室獲取能量的唯一來(lái)源，它是決定日光溫室內(nèi)環(huán)境條件的主導(dǎo)因素［9］。研究表明，溫室內(nèi)光照條件的好壞取決于外界天氣狀況，這與崔建云等［10］的研究結(jié)果一致。其次，溫室覆蓋物不同揭被程度顯著影響了溫室內(nèi)光照。晴天，揭被程度越大，溫室內(nèi)光照條件越好；降雪條件下，外界光照條件本身就弱，加上覆膜溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度下降更加明顯，不利于提高溫室內(nèi)光照條件。揭被、揭被－通風(fēng)時(shí)間僅影響了溫室內(nèi)接受光照的時(shí)間，未能對(duì)光照強(qiáng)度大小產(chǎn)生明顯影響。外界光照條件較差時(shí)，全覆蓋棉被能夠減少溫室內(nèi)熱量散失，能夠起到一定的保溫作用，必要時(shí)可采取人工補(bǔ)光。

3.2 溫度

溫室內(nèi)溫度管理是桃溫室栽培的成敗關(guān)鍵。研究表明，日光溫室扣棚升溫期，以及桃樹花期，溫室內(nèi)溫度均隨溫室外界光照強(qiáng)度的變化而變化，且存在明顯的相關(guān)性。溫室內(nèi)溫度差異由天氣狀況、不同揭被程度而造成，晴天，揭被程度大，溫室內(nèi)溫度則升高明顯；降雪天則相反，這與佟國(guó)紅等［11］的研究結(jié)果不一致。揭被、通風(fēng)、揭被－通風(fēng)管理措施中，揭被、揭被－通風(fēng)時(shí)間早，溫室內(nèi)溫度上升較快；通風(fēng)時(shí)間早，溫度上升較慢。天氣狀況較好，宜采取早揭被、揭被－通風(fēng)管理，利于降濕。

圖16 揭被－通風(fēng)時(shí)間溫室內(nèi)土壤溫度的日變化

3.3 濕度

通風(fēng)是降濕最有效的措施，試驗(yàn)中溫室密閉階段，溫室內(nèi)濕度較高，通風(fēng)后，溫室內(nèi)濕度明顯降低。不同揭被、通風(fēng)、揭被－通風(fēng)時(shí)間管理下溫室內(nèi)濕度變化趨勢(shì)與外界大致相同，且與外界光照強(qiáng)度、溫室內(nèi)溫度變化情況相反。冬天溫室管理中，晴天條件下，可采取早揭被－通風(fēng)、通風(fēng)，利于升溫降濕；天氣狀況較差條件下，不宜揭被，否則易造成溫室內(nèi)低溫高濕，以致溫室內(nèi)桃樹受到不同程度的凍害甚至死亡。

3.4 土壤溫度

研究結(jié)果表明，溫室中不同深度土壤溫度變化幅度，隨著土壤深度的增加而逐漸減小，最高溫出現(xiàn)的時(shí)間也逐漸推遲，這與李仁杰等［12］的研究結(jié)果一致。扣棚升溫期間，晴天條件下，揭被程度與地溫變化情況具有明顯的相關(guān)性。在花期，發(fā)現(xiàn)在通風(fēng)時(shí)間早、揭被時(shí)間晚，以及揭被－通風(fēng)措施下，溫室內(nèi)5 cm地溫和氣溫的變化規(guī)律基本一致，而其余土壤溫度還未出現(xiàn)下降趨勢(shì)。原因是地溫變化相對(duì)于氣溫變化具有一定的滯后性，最高地溫出現(xiàn)時(shí)間較最高氣溫出現(xiàn)時(shí)間晚2～3 h。在溫室管理中，應(yīng)注重適時(shí)蓋被保溫，以防溫室夜晚土壤溫度下降過(guò)快而造成低溫冷害。

日光溫室內(nèi)外的氣象因子是相互影響、互相關(guān)聯(lián)的，室外光照強(qiáng)度的變化對(duì)于室內(nèi)環(huán)境因子的變化影響甚大。科學(xué)合理管理措施尤為重要，通過(guò)對(duì)比不同管理措施，發(fā)現(xiàn)升溫期間，晴天全揭被，光照不足情況下，適宜全覆蓋保溫。花期，晴天適宜早揭被－通風(fēng)較好，降濕效果顯著，升溫較好。

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